Ядерный двигатель

[Кубик]

Hrono пишет: Поясните также следующий момент, почему РИТЭГ должен быть холодней активной зоны реактора, он же проще.

Вкушайте "налитое из той же бочки" : http://www.jbis.org.uk/paper.php?p=2011.64.314 - это к "реактору деления на Pu-238" , откуда, видимо, даже в Вики ноги растут.. и по РИТЭГ - http://profbeckman.narod.ru/NIL10.pdf, по изотопам ещё - http://nuclphys.sinp.msu.ru/nuc_techn/isotopes/index.html А это из-за тормозов раньше не вставил - и материалы, и стоимость. https://traditio.wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D0%B8

[Hrono]

Кубик пишет:
А это из-за тормозов раньше не вставил - и материалы, и стоимость.

 Спасибо за информацию.
 Я попытался прикинуть зависимость размера радиатора от КПД и, что интересно, у меня получилось, что радиатор системы с высоким КПД становится больше, чем радиатор системы с КПД 10% при значении КПД около 35%, температуру нагревателя я считал одинаковой и равной 1500K, а размер радиатора пропорциональным температуре после потери полезной мощности, которая равна 1500K*КПД.
 Так что 25%, возможно, действительно теоретически обоснованный параметр.

[ExDi]

Hrono пишет:
 Так что 25%, возможно, действительно теоретически обоснованный параметр.

у меня получилось, что для излучательного радиатора, фиксированых температуре теплоносителя на входе и полезной мощности площадь радиатора обратно пропорциональна произведению h*(1-h)^3 (h-кпд), у этой функции минимум действительно при h=0.25

 
 
а радиатор для h=0.1 примерно эквивалентен радиатору для h=0.46 (и на 45% больше оптимальной площади)

[Chilik]

Hrono пишет:

Chilik пишет:
Здравый смысл.
Этот источник энергии нельзя выключить, начиная с момента наработки изотопов.

По той причине, что если произойдёт разрушение системы отвода тепла, РИТЭГ расплавится и произойдёт радиоактивное загрязнение?
 Если так, то можно сделать модульную конструкцию.

Не надо совсем ужастиков, давайте жить проще.
Вот сделал кто-то на заводе РИТЭГ на мегаватт, и что дальше? На заводе его можно хоть в проточном бассейне держать, а как потом интегрировать, перевозить и пускать? Этот же мегаватт тепла постоянно куда-то сбрасывать надо, от реактора для производства изотопов до развертывания на орбите. И в некоторые моменты это - геморроя выше крыши. К примеру, куда на этапе выведения тепло девать? Мегаватт - это ж дохрена. Несколько сотен чайников. Можно тонну воды залить, минут на 10 хватит. Даже пассивную конвекцию организовать можно, чтобы никаких моторчиков. Но всё это - лишние навороты на простую идею, которая при определенном уровне масштабирования становится несъедобной.

[Hrono]

DiZed пишет:
у этой функции минимум действительно при h=0.25

 Я упростил себе задачу, вы, видимо, считали площадь необходимую для рассеивания тепловой мощности за вычетом полезной, а я предположил, что радиатор должен рассеивать всю тепловую мощность. При этом у меня получилось примерно то же самое, что и у вас.

DiZed пишет:
а радиатор для h=0.1 примерно эквивалентен радиатору для h=0.46 (и на 45% больше оптимальной площади)

 Обратите внимание какая плоская функция в районе максимума, если КПД термоэлектрических преобразователей увеличится до 15-20% радиатор будет практически таким же, а Википедия даёт 24% как уже достигнутый показатель.
 https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80

[Hrono]

Chilik пишет:
Вот сделал кто-то на заводе РИТЭГ на мегаватт, и что дальше?

 Действительно, я как-то не подумал о том, что нечто выделяющее мегаватты тепла весьма трудно будет даже куда-то перевозить.
 А что вы скажете о применении реактора и термоэлектрического генератора вместо предполагающейся конструкции с турбинами? Именно так делали во времена СССР.

[ExDi]

Hrono пишет:
а Википедия даёт 24% как уже достигнутый показатель.

честно говоря, не понял, что за величины там приведены и как они получены; для индивидуальных материалов там дается кпд не выше 0.12, - как он может быть выше для устройства в целом - не представляю. в английской вики утверждается, что современный кпд - 5-8%

[Кубик]

Hrono пишет: Действительно, я как-то не подумал о том, что нечто выделяющее мегаватты тепла
весьма трудно будет даже куда-то перевозить.

В паровую машину тепло отводите, и довезёт хоть до ДВ, только воду доливай. Люблю паровозы..

[pkl]

Hrono пишет:

Chilik пишет:
Вот сделал кто-то на заводе РИТЭГ на мегаватт, и что дальше?

Действительно, я как-то не подумал о том, что нечто выделяющее мегаватты тепла весьма трудно будет даже куда-то перевозить.

Феерично! Hrono, я с Вас валяюсь! :oops:

[Hrono]

pkl пишет:
Феерично! Hrono, я с Вас валяюсь!  :oops:

 Я бы мог вам возразить, что с точки зрения здравого смысла дико заправлять ракету криогенным топливом, оно же закипит и ракета лопнет, в то время как есть не криогенное топливо, также бессмысленно заправлять ракету веществом токсичным как боевое отравляющее вещество, в то время как есть топливо токсичность которого позволяет применять его в быту...
 Только зачем? Валяйтесь дальше.

[pkl]

Действительно зачем? Умного ведь всё равно не напишите - одни глупости.

[Hrono]

pkl пишет:
Действительно зачем? Умного ведь всё равно не напишите - одни глупости.

 Вы во всём разбираетесь?
 Тогда проясните такой вопрос, выше шла речь о концентрации излучения зеркалами, так вот, есть такая штука, как два параболических зеркала одно в другом, большое зеркало фокусирует, а меньшее рассеивает поток излучения в узкий пучок света. Это знаменитый "гиперболоид инженера Гарина".
 Допустим, мы получим на выходе расходящийся световой поток, у которого плотность излучения выше, чем у большого зеркала. Далее мы делаем каскад из таких штуковин и теоретически концентрируем световое излучение как угодно.
 По поводу второго закона термодинамики, - любое реальное зеркало не идеально, так что диссипация будет и второй закон термодинамики не будет нарушен. Его вообще можно было бы нарушать, если бы существовали идеальные устройства.

[Кубик]

Hrono пишет: Тогда проясните такой вопрос, выше шла речь о концентрации излучения зеркалами,
так вот, есть такая штука, как два параболических зеркала одно в другом, большое
зеркало фокусирует, а меньшее рассеивает поток излучения в узкий пучок света.
Это знаменитый "гиперболоид инженера Гарина".

Афокальная система Мерсена, однако и она не концентрирует до бесконечности. http://know.alnam.ru/book_opt.php?id=61 , поток, падающий на первое зеркало, не из параллельных лучей. Вот для лазеров применяют, чтобы изменить диаметр пучка. 

[Hrono]

Кубик пишет:
Афокальная система Мерсена, однако и она не концентрирует до бесконечности. http://know.alnam.ru/book_opt.php?id=61 , поток, падающий на первое зеркало, не из параллельных лучей. Вот для лазеров применяют, чтобы изменить диаметр пучка.

 Большое спасибо за информацию, очень интересно. Не скажете вкратце, почему она не будет фокусировать до любой плотности?
 Да, первый поток не параллельный, исходящий, предположительно, тоже будет не параллельный, но с большей плотностью излучения.

 Как видите, от второго закона довольно просто "избавиться" за счёт неидеальности системы поскольку он не является законом сохранения.

[ExDi]

Hrono пишет:

 Как видите, от второго закона довольно просто "избавиться" за счёт неидеальности системы поскольку он не является законом сохранения.

нельзя избавиться. попробуйте нарисовать такую систему и прорисовать ход лучей. Образ солнца, созданный первым параболоидом, в лучшем случае - при апретуре 1 - воспроизведет яркость исходника, причем излучать это виртуальное солнце будет тоже во все стороны равномерно.  второе зеркало вы уже не можете сделать достаточно глубоким, его апретура окажется существенно меньше 1. оно к тому же должно быть больше образа солнца, и поэтому перекроет заметную часть входящего потока. Представьте, что выходной "параллельный" поток вы сфокусировали точно таким же маленьким зеркалом, тогда вы получите симметричное первому геометрически эквивалентное ему второе "виртуальное солнце" - но существенно более тусклое, а значит и входящий поток был существенно ниже. вы проиграли, все сошлось. а вот если первый параболоид собирает строго параллельный пучок и в точку - то все эти потери можно сделать очень маленькими и да, выиграть.
уверяю вас, второй закон круче и неприступнее, чем законы сохранения ; )

[mihalchuk]

Hrono пишет:

 Как видите, от второго закона довольно просто "избавиться" за счёт неидеальности системы поскольку он не является законом сохранения.

Я в отпаде. Гляньте в зеркало - вам нимб не жмёт?

[Hrono]

DiZed пишет:
нельзя избавиться. попробуйте нарисовать такую систему и прорисовать ход лучей. Образ солнца, созданный первым параболоидом, в лучшем случае - при апретуре 1 - воспроизведет яркость исходника, причем излучать это виртуальное солнце будет тоже во все стороны равномерно.

 Разумеется, яркость изображения меньше, но яркость это отношение потока к телесному углу, а мы хотим получить большую плотность потока на единицу площади, которая может увеличиваться даже если падает яркость.

DiZed пишет:
уверяю вас, второй закон круче и неприступнее, чем законы сохранения

 Второй закон термодинамики ничего не говорит какого размера должна быть диссипация и где она должна быть, так как в случае реальных зеркал диссипация происходит, нет никакого противоречия.

[Hrono]

mihalchuk пишет:

Hrono пишет:

 Как видите, от второго закона довольно просто "избавиться" за счёт неидеальности системы поскольку он не является законом сохранения.

Я в отпаде. Гляньте в зеркало - вам нимб не жмёт?

 Нет, я из него сделал кавычки в своём утверждении.

[Hrono]

DiZed пишет:
в английской вики утверждается, что современный кпд - 5-8%

 Однако я отлично помню, что КПД около 15% считался достигнутым ещё в начале двухтысячных годов, интересный вопрос, надо просмотреть детальней.

[Кубик]

DiZed пишет: если первый параболоид собирает строго параллельный пучок и в точку

Чисто геометрическое утверждение, надо напомнить Hrono , что параллельных пучков не бывает и любая оптическая система их не создаст.  https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BF%D1%83%D1%87%D0%BE%D0%BA  ,  http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%BE%D0%BA%D1%81_%D0%92%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0  А кому мало - вот учебник, мне достаточно знать о существовании законов.. http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/76/u_lectures.pdf